p型AgSbTe2化合物的制備與熱電性能研究.pdf

1、武漢理工大學博士學位論文p型AgSbTe2化合物的制備與熱電性能研究姓名：杜保立申請學位級別：博士專業(yè)：新能源材料指導教師：唐新峰201104武漢理工大學博士學位論文Te過量001的AgSbTe201樣品的Z丁值在562K達到141，較AgSbTe2化合物增加15％。考慮到快速冷卻有利于保留高溫相的結構和成分，探索了MS快速急冷結合SPS技術制各AgSbTe2化合物的新方法。從淬火所得錠體出發(fā)，采用MSSPS非平衡態(tài)工藝制各了基體晶粒完

2、全被5—10nm孔洞包覆的特殊微結構的高純單相AgSbTe2化合物，初步解釋了微孔的產生機制及對熱電輸運性能的影響規(guī)律。結果表明，AgSbTe2化合物特殊微結構與MS工藝密切相關。由于MS后所得薄帶均勻的成分分布、高的反應活性、精細的微結構和豐富的表面溝壑狀織構，SPS快速致密化后薄帶晶粒間界處孔洞及溝壑狀精細結構一定程度上保留到了塊體材料中，形成了這種5～10眥納米孔包覆基體晶粒的特殊微結構。此外，由于晶粒表面納米微孔對聲子的強烈散射

3、，MSSPS樣品晶格熱導率接近理論最低值(枷3WⅡf1K1)，刀值570K附近達到165，較傳統(tǒng)熔融法制備樣品提高～200％。選擇Na、Se作為摻雜元素，探索了Na、Se單獨摻雜和共同摻雜以及MS工藝對AgSbTe2化合物的相組成、微結構、電熱輸運性能和熱力學穩(wěn)定性的影響規(guī)律。首先研究了不同Na含量和制各工藝對A91xNaxSbTe2y體系相組成、微結構和熱電性能的影響。微結構表征顯示，Na摻雜樣品MS后所得薄帶具有與未摻雜AgSbTe

4、2類似的形貌，但不同Na含量塊體樣品具有不同的微結構和相組成。x=001樣品晶粒表面光滑，少見A92Te雜質顆粒，未見與AgSbTe2類似的特殊納米孔微結構，x=002樣品大部分晶粒表面均勻分布有1050rim的A92Te納米顆粒，與SPS工藝制各AgSbTe2化合物類似。對于SPS工藝制各樣品，當Na含量卿02時，樣品為成分均勻的單相固溶體。由于Na的引入對能帶結構的影響，室樣品溫和較高溫度下的Seebeck系數(shù)顯著增加。過量Te的添

5、加可通過引入陽離子空位等缺陷強烈散射中短波聲子，降低體系在較高溫度的熱導率。其中Ago99NaoolSbTe202樣品刀值在650K達到150，較未摻雜樣品提高32％。其次，為了穩(wěn)定AgSbTe2的立方鹽巖結構，采用SPS和MSSPS兩種工藝制各了AgSbSe2與之固溶的AgSbSexTe2x(x=㈣04)系列化合物。結果表明，SPS工藝制各x002樣品形成了成分均勻的單相固溶體，且在測試溫區(qū)具有較為穩(wěn)定的熱力學性質。Se引入屬受主摻雜